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2007年7/8月--为了更好的科学教育而合作

美国科学促进协会第五次年会以科学类教材为主题

  5年前,当美国科学促进协会(AAAS)“2061计划”项目组与大学合作成立科学课程教材中心(CCMS)时,就已经意识到有必要对K–12科学教科书进行改版了。“2061计划”对广泛使用的科学教材作了评估,发现教材所展示的是孤立的信息碎片,无法帮助老师将重要科学概念之间的联系传授给学生。只是在CCMS成立之初我们没有预想到集中利用多方合作的资源可以取得多么大的成效。

  今年7月,在这个致力于改进科学类教材的研究中心成立几年之后,有超过100名的研究人员和教育工作者聚集到位于华盛顿特区的AAAS总部,召开了科学课程教材中心关于资源共享机构(KSI)的第5次,也是最后一次会议。CCMS作为一个教学研究中心,由国家科学基金(NSF)提供研究资金,联合AAAS、密歇根州立大学、西北大学和密歇根大学,以开发新知识、培养领军型人才为使命,共同为科学类教材的有效设计、选材和应用而努力。

  在年会上,KSI和与会者们分享了他们最新的研究成果。他们回顾了过去5年所取得的成绩,再次肯定了各个研究机构和高等院校合作的益处。在为期4天的会议中,也展示了科学课程教材中心博士和博士后课题项目所培养出来的科学教育专业领军型人才的风采。美国国会的简报上登出了美国议员、议院STEM(科学、技术、工程、数学)教育高层会议联合主席Vernon J. Ehlers (R-Mich)对此次年会的评价,还登出了CCMS研究人员与政府决策者讨论其研究成果的图片。


   “对于我们的研究生和博士后为科学课程教材中心的工作所作出的贡献,我们感到非常自豪”,“2061计划”兼CCMS主任若•埃伦•罗斯曼说,“他们不仅在学习和研究阶段完成了高质量的研究工作,取得了有意义的研究成果,而且在成为全职工作人员或到其它岗位就职以后仍然继续这方面的研究。在冷战时代结束以后成长起来的这一代研究生将会成为今后30年内科学教育领域的领军型人才。看到他们今天在科学类教材的研究和发展上所做出的大量努力,我们完全可以预见他们将来会以同样的努力取得同样卓有成效的业绩。”

  除了来自各合作方的CCMS的研究人员,此次会议还邀请了K–12课程的教师、管理人员和教材的编写人员,目前在国内地各大学任教的CCMS的毕业生,以及CCMS中心附属的早期职业(培训)研究协会。一个来自台湾的教育工作者代表团强调建立教育研究的国际合作网络,共同开展促进科学教学的研究。


  和前几次的资源共享机构会议一样,此次年会为与会者提供了很多同行们相互学习和合作的机会。年会共召开了7次由全体人员参加的大会,分别讨论了以下这些中心的主要研究领域和研究任务:培养领军型人才、教材设计、教师和教材、评估、学生实践、提高学习效果和教育政策研究。每一次大会之后都组织了小组讨论、座谈、演讲互动和论文汇报,以使与会者能对相关领域进行更深层次的探讨。总共召开了大约25次小型会议,进行了大量的演讲,展示了(科学课程教材)中心所做的工作。

  在综合展示5年以来所有研究成果的同时,资源共享机构特别强调了(科学课程教材)中心培养领军型人才和推动教育研究这两个工作目标。以下是关于“培养领军型人才”和“评估研究”这两次大会的报道,突出了过去5年针对这两个目标而取得的工作成果。

  培养领军型人才:总结经验
  当NSF(美国国家科学基金)为教学研究项目设立研究中心时,一个主要的目标是在科学、数学和技术教育领域建设一支新的多元化领军型人才队伍。借CCMS各成员机构共同召开最后一次KSI年会之际,作为年会的开幕大会,“培养领军型人才”会议评估了CCMS中心在这方面所做的努力。组织这次大会的是Horizon研究公司的资深研究员Dan Heck,他同时还是CCMS中心的独立评估员。基于观察和对CCMS中心工作人员、研究生、博士后及合作者的采访而收集的数据,Heck就CCMS中心所培养出来的专家学者以及中心为学者们提供的各种学习机会,给与会者们作了丰富而又详细的展示。

  CCMS中心在人才培养方面的业绩超出了美国国家科学基金(NSF)给其制订的目标:中心共培养了32名博士生,其中8位已经获得博士学位;15名博士后,其中9位已经完成了指定课题;15名早期职业教育工作者和研究员,其中有10名来自CCMS中心之外的研究机构。CCMS中心培养的这些学者专家已经在主要的大学、非正规科学教育研究机构以及教材编写工作组等院校机构中正式任职甚至担当了领导职务,其中有些正在现场与会的学者还就CCMS中心对其工作和职业生涯的影响作了发言。


  除了培养出一批新的领军型人才之外,Heck说,“CCMS中心还为将来进行类似的人才培养工作积累了重要的经验”。例如,CCMS中心总结出,成功的人才培养包括为被培养者提供接触更广泛的知识、资源和各种工作手段的机会,接触多种研究环境的机会,以及参与多种科学教育实践(如教学、教师培训、教材编写)的机会。CCMS中心的经验也说明了新的科学教育领域的人才可能来自多种学科背景,包括科学、K-12教育、非正规教育、认知科学和技术领域等。

  CCMS中心首席联合调查员、西北大学教授Brian Reiser认为,CCMS中心在培养人才方面的成功在很大程度上应该归功于它建立了一个由来自不同专业的人所组成的知识团队,大家在这个团队中相互学习和合作。Reiser说,通过开展基于“现实实践中存在的问题”的研究,CCMS为培养领军型人才提供了一个鼓励“对话与合作”的环境,这种对话与合作“不仅在个人之间,而且在合作机构之间进行”。     
           
  开幕大会还宣读了一篇关于培养科学和数学教育领域领军型人才的研究报告。作者是CCMS中心首席联合调查员、密歇根州州立大学(MSU)退休教授Jim Gallagher。该报告分析了目前该领域内的领军人物的特质,以及促使这些人成为领军人物的各种经历和这些人对科学和数学教育领域产生影响的方式,同时也对新一代领军人物的发展前景予以关注。例如,为了评估该领域中领军人物的变化趋势,该项研究从1987年开始关注国家科学教育研究协会的成员组成,并注意到女性成员的比例从1987年的28.4%上升到2006年的54.6%。

  Gallagher在汇报时表示,通过对目前该领域内领导人物的采访发现,“个人品质,如坚韧、热情和对新观念的开放态度,对于这一领域内的领导者而言,与其技术水平同样重要”。虽然成为领导者确实可以在个人和职业上得到回报,但是现有的领导者们也指出,付出和回报是并存的——他们不会长期任职,许多人要面临事业没有稳定资金支持等问题。毫无疑问,吸引并留住新的领军型人才是非常重要的,这方面应该没有不可克服的困难。

  在为开幕大会作结束性发言时,国家科学基金(NSF)的项目官员Janice Earle说,CCMS的经验将为NSF制订有效战略、提高国家STEM(科学、技术、工程和数学)教育和应用研究能力的工作提供有用的信息。为此,NSF还委派给CCMS中心及其他教学研究中心的毕业生们一个为期3年的纵深研究课题。

  测试工作:远远超越了“灶台旁边出考卷”的时代

  见证CCMS中心5年来重大进步的另一个领域是测试研究工作。“2061计划”副主任George DeBoer以主席身份主持了测试研究大会并在会上指出,CCMS中心测试研究工作的发展体现在两个方面:一是参与该项工作的人数增加了,二是现在工作研究的范围扩大到测试题的开发和应用。大会上的工作介绍说明,教材和教学指南研究的进步有赖于高质量的评估工作。


  德波尔介绍了“2061计划”测试研究工作目前的进展。目前正在测试初中生对《科学素养的基准》和《国家科学教育标准》中所列概念的理解情况,主要关注通过试点测试和现场访谈所得到的结果和信息。通过描述两年来“2061计划”从最初的研究准备工作到最后的在线数据处理的整个工作过程,德波尔预计测试研究工作将验证“2061计划”测试图谱和《科学素养的导航图》图谱中所假设的学生习得轨迹。CCMS中心早期职业培训研究协会会员、“2061计划”及以色列国家教育部顾问鲁丽•斯特恩在大会上汇报了在以色列公立学校中进行的研究。该项研究运用“2061计划”所开发的测试分析标准,测试了高中生对物竞天择和共有血统的理解。其研究结论是,因为学生对不同评估主题的回答不一致,故而需要对每个关键概念分别进行多次调查测试。

  毕业于密歇根大学及CCMS中心、现任波斯顿大学助教的Kate McNeill认为,设计好的测试题并以之从学生那里获得相关数据对于教学评估和教材修订而言是非常重要的。McNeill介绍了IQWST教材改进项目的评估工作。在讨论7年级的化学课“如何以旧创新”时,McNeill重点介绍了她和同事们所设计的教学方法,此方法是在结合教学目标的特定科学实践环境中实现教学目标。来自加利福尼亚大学伯克利分校的Karen Draney介绍了她现在正在为密歇根州立大学环境素养教育项目所进行的教学层次研究。她强调了在现阶段分析学生数据、与同行讨论交流以及改进考试试题和相应打分标准的必要性。

  听完大会报告之后,CCMS中心首席联合调研员、密歇根大学教授Joe Krajcik回忆了早年当科学课教师时的经历。那时在举行科学测验的前夜,他会坐在厨房的桌边,用1到2个小时出一份科学课考卷。他表示,此次测试研究大会上所介绍的CCMS中心的研究工作反映出,该领域从他当年的“灶台旁边出考卷”的工作方式发展到现在,已经有了非常大的进步,同时也反映出,设计好的测试题需要付出很多努力。会上介绍的所有研究工作都证实,要使测试与被测的关键概念和技能相吻合,需要非常细致的设计处理。研究者们需要精确描绘教育标准中要求学生掌握的知识,将学生可能的误解和学习层次都考虑在内,从而使设计的测试题能反映出学生掌握了什么未掌握什么。然后就需要反复进行测试和试题改进,并在整个反复过程中都要和同事们一起讨论试题设计的优缺点和试卷评分标准。

  CCMS中心的研究者们一致认为,无论设计高质量的试题需要付出多少时间和努力,认真地设计试题是非常必要的。这样的测试不仅对课堂教学有很大的用处,而且对教材的改进和教育研究也有很大的用处,这里所说的教育研究是指针对不同年级的学生知道些什么、适合学习什么所进行的研究。根据“不让一个学生落后”的教育法令的要求,本学年的科学测试已将有效测试列为优先任务。随着大家对评估工作的日益关注,CCMS中心通过过去5年的努力所促成的多方合作将会推动该领域的进一步发展。

  更多资料
  后续出版的《2061快讯》将介绍CCMS中心所研究的其他重要领域的工作。关于今年年会上的论文和展示资料,请登录KSI 2007 Resources。
  AAAS(美国科学促进协会)关于KSI(资源共享机构)的报道和美国国会简报,请访问"Improving Science Curricula through Research, Leadership, and Teacher Education" 。

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获取更多关于CCMS中心的信息,请联系: 
首席调研员/CCMS中心主任:若•埃伦•罗斯曼,(202) 326-6752
访问CCMS中心网站:http://www.sciencematerialscenter.org/

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